JP2006087262A - 抜け防止用スリーブ、およびケーブルの固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 センサホルダなどに対してケーブルを１つの部品で固定可能な抜け防止用スリーブ、およびこのスリーブを用いたケーブルの固定構造を提供すること。
【解決手段】 磁気センサ装置１において、ケーブル７をヘッド５内に接続する際、ケーブル７をスリーブ８とともに、センサホルダ６の開口６７に挿入すると、スリーブ８の第１の弾性片部８１、８３の外側に形成されている第１の係合突起８８がそれぞれ、開口６８の奥に形成されているケーブル挿入穴の奥側の開口縁に係合する。また、ケーブル７をスリーブ８とともに開口６７に挿入した後、センサホルダ６に止めたタップネジの軸部先端で第２の弾性片部８２、８４を内側に弾性変形させると、第２の弾性片部８２、８４の内側に形成されている第２の係合突起８９がケーブル７の樹脂被覆に食い込む。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ケーブル挿入穴に差し込んだケーブルが当該ケーブル挿入穴内から抜けるのを防止する抜け防止用スリーブ、およびこのスリーブを用いたケーブルの固定構造に関するものである。

磁気式リニアエンコーダなどの磁気センサ装置では、感磁面を構成する磁気抵抗素子を搭載したヘッドと、ヘッドとの相対移動方向に沿ってＳ極およびＮ極が交互に配列され磁気スケールとを対向配置させ、ヘッドと磁気スケールの相対移動を磁気的に検出し、その検出結果をケーブルを介してセンサ装置本体に出力し、その移動位置や移動速度などを検出する。ヘッドとケーブルとの接続部分には、ケーブルの抜けを防止することを目的に、例えば、雄ネジが形成された円筒状のスリーブを軸線方向に２分割した一対の抜け止め具を準備する一方、ヘッドのセンサホルダには、雌ネジを備えたケーブル挿入穴を形成しておく。そして、ケーブルを一対の抜け止め具で挟んだ状態で、抜け止め具をケーブル挿入穴に止めると、一対の抜け止め具は、弾性を備えたケーブルの外皮を締めるようにしてケーブル挿入穴に嵌る。

しかしながら、従来のように、２つの部品からなる抜け止め具では、部品点数が多いので、ケーブルの固定に手間がかかるという問題点がある。また、ネジなどといった複雑で鋭いエッジを備えた部位を樹脂成形品からなる抜け止め具、あるいはダイカスト品からなるセンサホルダに形成する場合には、それらを製作するための金型の消耗は早く、かつ、抜け止め具やセンサホルダに高い寸法精度が求められるという問題点がある。

さらに、ヘッドの両方のいずれからもケーブルを引き出すことができるように、ヘッドの両側に２つのケーブル挿入穴を形成しておくと、使用しない方に穴を埋めるキャップを別途、準備しておく必要があるという問題点もある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、センサホルダなどに対してケーブルを１つの部品で固定可能な抜け防止用スリーブ、およびこのスリーブを用いたケーブルの固定構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、ケーブル挿入穴に差し込んだケーブルが当該ケーブル挿入穴内から抜けるのを防止する抜け防止用スリーブであって、前記ケーブルを内側に挿通可能な筒形状を備え、前記ケーブル挿入穴内に挿着した状態で当該ケーブル挿入穴の縁と係合する第１の係合突起を外面に備えた第１の弾性片部と、外側から押圧された際に前記ケーブルの外皮に食い込む第２の係合突起を内面に備えた第２の弾性片部とを有することを特徴とする。

本発明に係る抜け防止用スリーブを用いたケーブルの固定構造では、前記ケーブル挿入穴内に前記抜け防止用スリーブを挿着して前記第１の係合突起を当該ケーブル挿入穴奥の縁に係合させるとともに、前記ケーブルが接続される被固定部材の側の押圧部材によって前記第２の弾性片部を外側から押圧して当該第２の弾性片部を内側に撓ませ、内側に挿通している前記ケーブルの外皮に前記第２の係合突起を食い込ませる。

本発明を適用した抜け防止用スリーブは、ケーブル挿入穴に挿着した状態で、第１の弾性片部に形成されている第１の係合突起がケーブル挿入穴奥の縁に係合するので、抜け防止用スリーブは、ケーブル挿入穴から抜けることがない。また、第２の弾性片部を外側から押圧すると、ケーブルの外皮に第２の係合突起を食い込むので、ケーブルが抜け防止用スリーブから抜けることがない。従って、ケーブルについては１つの抜け防止用スリーブを用いるだけで、ケーブル挿入穴から抜けることを防止することができる。また、樹脂成形品からなる抜け防止用スリーブ、あるいはダイカスト品からなる被固定部材に、ネジなどといった複雑で鋭いエッジを備えた部位を形成する必要がないので、それらを製作するための金型に消耗が起こりにくく、かつ、抜け止めスリーブや被固定部材に高い寸法精度が必要ないという利点がある。

本発明において、前記抜け防止用スリーブは、例えば、先端側から軸線方向に形成された切り欠きにより周方向に複数の弾性片部が形成され、当該複数の弾性片部に前記第１の弾性片部と前記第２の弾性片部とが含まれている。

本発明において、前記複数の弾性片部には、例えば、２つの前記第１の弾性片部と２つの前記第２の弾性片部とが含まれている場合がある。この場合、前記２つの第１の弾性片部同士は対向する位置に形成され、前記２つの第２の弾性片部同士は互いに対向する位置に形成されていることが好ましい。このように構成すると、抜け防止用スリーブは、相対向する位置に形成された第１の弾性片部によってケーブル挿入穴に確実に固定され、かつ、ケーブルは、相対向する位置に形成された第２の弾性片部によって抜け防止用スリーブに確実に固定されるので、ケーブルがケーブル挿入穴から抜けることを確実に防止することができる。

本発明において、前記ケーブル挿入穴は略円形であり、前記第１の係合突起に外接する仮想円の直径は、前記ケーブル挿入穴の内径寸法よりも小さく、前記第２の係合突起に内接する仮想円の直径は、前記ケーブルの外径寸法と略等しいことが好ましい。このように構成すると、抜け防止用スリーブをケーブル挿入穴に差し込んだとき、第１の弾性片部が自動的に内側に撓んでケーブル挿入穴を通り抜けた後、第１の弾性片部が自動的に形状復帰して第１の係合突起がケーブル挿入穴奥の縁に自動的に係合する。また、ケーブルを抜け防止用スリーブに通した状態において、第２の弾性片部を外側から押圧する前は、ケーブルを自由に移動させることができるので、ケーブルの位置を容易に調整することができる。

本発明において、前記押圧部材は、例えば、前記被固定部材に止められるタップネジであり、当該タップネジの軸部先端で前記第２の弾性片部を内側に撓ませる。タップネジであれば、ネジなどといった複雑で鋭いエッジを備えた部位をケーブルの被固定部材に形成する必要がないので、被固定部材をダイカスト品で製作する場合でも、それを製作するための金型が早期に消耗することがなく、高い寸法精度が求められるということもない。

本発明において、前記被固定部材には、前記ケーブル挿入穴が複数、形成されている場合には、当該複数のケーブル挿入穴のうち、前記ケーブルの接続に使用されていないケーブル挿入穴には、前記第１の弾性片部と同形の弾性片部を備えたキャップが嵌められていることが好ましい。

本発明において、前記被固定部材は、磁気センサ装置のヘッドにおいて磁気センサを搭載したセンサホルダである。

本発明を適用した抜け防止用スリーブ、およびそれを用いたケーブルの固定構造では、ケーブル挿入穴に挿着した状態で、第１の弾性片部に形成されている第１の係合突起がケーブル挿入穴奥の縁に係合するので、抜け防止用スリーブは、ケーブル挿入穴から抜けることがない。また、第２の弾性片部を外側から押圧すると、ケーブルの外皮に第２の係合突起を食い込むので、ケーブルが抜け防止用スリーブから抜けることがない。従って、ケーブルについては１つの抜け防止用スリーブでケーブル挿入穴から抜けることを防止することができる。また、樹脂成形品からなる抜け防止用スリーブ、あるいはダイカスト品からなる被固定部材に、ネジなどといった複雑で鋭いエッジを備えた部位を形成する必要がないので、それらを製作するための金型に消耗が起こりにくく、かつ、抜け止めスリーブや被固定部材に高い寸法精度が求められらいという利点がある。

図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

［磁気センサ装置の構成］
（全体構成）
図１は、本発明を適用した磁気センサ装置（磁気式リニアエンコーダ）の説明図である。なお、以下の説明において、直交する３方向のうち、磁気スケールの幅方向をＸ方向、磁気スケールの長さ方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向とする。

図１において、本形態の磁気センサ装置１は、磁気式リニアエンコーダであり、磁気抵抗素子によって感磁面が底面５５に形成されたヘッド５と、このヘッド５の感磁面に対向する磁気スケール３とを有している。磁気スケール３には、Ａ相、Ｂ相、Ｚ相などの着磁が施されており、長さ方向（移動方向）に沿ってＮ極とＳ極が交互に配列されている。このような磁気センサ装置１では、移動テーブルなどの可動体の側に磁気スケール３を直線的に配置する一方、磁気スケール３に対向するようにヘッド５を配置しておき、ケーブル７を介してヘッド５から出力された信号に基づいて、移動テーブルの移動位置や移動速度などを検出する。

（ヘッド５の構成）
図２（ａ）、（ｂ）は、図１に示す磁気センサ装置に用いたヘッドを、感磁面を備えた底面の側からみた説明図である。

図１、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ヘッド５は、略直方体形状の枡状のアルミニウムダイカスト品からなるセンサホルダ６と、このセンサホルダ６の右側開口を覆う矩形のカバー６１と、センサホルダ６内に接続されたケーブル７とを備えている。センサホルダ６には、その背面に、ケーブル７が挿入された開口６７が形成され、正面にもケーブルを挿入可能な開口６８が形成されている。このため、センサホルダ６のいずれの側からケーブル７を引き出す場合でも共通のセンサホルダ６を用いることができる。

センサホルダ６において、磁気スケール３と対向する底面５５には、開口５７が形成されており、この開口５７に磁気抵抗素子１０を配置することにより、磁気抵抗素子１０の外側の面で感磁面５０が構成される。このような構成のヘッド５を組み立てる際には、まず、可撓性基板（図示せず）が接続された磁気抵抗素子１０を開口５７に配置するとともに、磁気抵抗素子１０の裏面側を接着剤でセンサホルダ６に固定する。その際、磁気抵抗素子１０の外側の面（感磁面５０）が底面５５と同一の高さ位置になるように磁気抵抗素子１０の位置を調整する。次に、開口５７において磁気抵抗素子１０の周りを封止剤９１で埋めて、磁気抵抗素子１０をセンサホルダ６に固定する。次に、可撓性基板を回路基板（図示せず）に接続するなどの作業を行った後、ケーブル７を開口６７からセンサホルダ６内に挿入して、ケーブル７を回路基板に接続する。しかる後には、センサホルダ６の開口を覆うようにカバー６１を取り付ける。このようにしてヘッド５が完成する。

（ケーブル７の固定構造）
図３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明を適用した磁気センサ装置１に用いたヘッド５とケーブル７との接続構造の説明図、およびこの接続に用いたスリーブの斜視図である。図４（ａ）、（ｂ）は、図３（ｂ）に示すスリーブを用いてケーブル７をヘッド５内に接続した状態を示すために、図３（ｂ）のＸ１−Ｘ１′線に相当する位置でケーブル挿入穴付近を切断したときの断面図、および図３（ｂ）のＺ１−Ｚ１′線に相当する位置でケーブル挿入穴付近を切断したときの断面図である。

図３（ａ）に示すように、ケーブル７をヘッド５内の回路基板と接続するために、センサホルダ６（ケーブルの被固定部材）の背面には、ケーブル７の先端をセンサホルダ６内に挿入するための開口６７が形成されている。ケーブル７は、抜け防止用のスリーブ８が通された状態で先端がヘッド５内に挿入され、この状態で、スリーブ８は開口６７の内部に挿着される。

スリーブ８は、樹脂製あるいは金属製であり、図３（ｂ）に示すように、ケーブル７の外径寸法よりやや大きな内径寸法を備えた円筒形状を有している。スリーブ８において、その基端側にはやや大径の環状のフランジ部８６が形成されている。また、スリーブ８には、その先端縁から基端側に向けて切り込まれた４本のスリット８５（切り欠き）により、４枚の爪状の弾性片部８１、８２、８３、８４が形成されている。なお、弾性片部の数は、４つに限定されるものではなく、２つ以上あればよい。

ここで、４つの弾性片部８１、８２、８３、８４のうち、相対向する２つの第１の弾性片部８１、８３は、他の２つの第２の弾性片部８２、８４と比較して長く、外側には第１の係合突起８８を備えている。他の２つの第２の弾性片部８２、８４は、内側に第２の係合突起８９を備えており、第２の係合突起８２、８４に内接する仮想円の直径は、ケーブル７の外径寸法と略等しい。このため、スリーブ７の内側にケーブル７を通したとき、第２の係合突起８９の先端部はケーブル７の外周面に接する。

一方、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、センサホルダ６の開口６７には、その内部に外側開口６７１よりも小さな径のケーブル挿入穴６７２を構成する環状壁６７３が形成されている。ここで、ケーブル挿入穴６７２は略円形であり、スリーブ８において、第１の係合突起８１、８３に外接する仮想円の直径は、ケーブル挿入穴６７２の内径寸法よりも小さい。

また、図４（ｂ）に示すように、センサホルダ６の開口６７には、環状壁６７３を貫通してケーブル挿入穴６７２に到達する穴６７４が形成されている。

このため、センサホルダ６からカバー６１を取り外した状態で、ケーブル７をスリーブ８とともに開口６７およびケーブル挿入穴６７２に挿入すると、第１の弾性片部８１、８３の外側に形成されている第１の係合突起８８がそれぞれ、ケーブル挿入穴６７２を通過した後、ケーブル挿入穴６７２の奥側の開口縁に係合する。このため、スリーブ８は、ケーブル挿入穴６７２から抜けることがない。また、ケーブル７をスリーブ８とともに開口６７およびケーブル挿入穴６７２に挿入した後、環状壁６７３に形成されている穴６７４にタップネジ７０（押圧部材）を止めると、タップネジ７０の軸部先端が第２の弾性片部８２、８４を内側に弾性変形させ、第２の弾性片部８２、８４の内側に形成されている第２の係合突起８９がケーブル７の樹脂製の被覆層に食い込む。このため、ケーブル７は、スリーブ８から抜けることがない。しかる後には、センサホルダ６にカバー６１を取り付ける。

以上説明したように、スリーブ８を用いてケーブル７をケーブル挿入穴６７２に挿入すると、スリーブ８は第１の係合突起８８によって抜け止めされ、かつ、ケーブル７は、第２の係合突起８９によって抜け止めされる。従って、ケーブル７の抜去力として、例えば、２９．４Ｎ以上（３ｋｇｆ以上）を確保できる。また、スリーブ８は一体品であるため、ケーブル７への取り付け、ケーブル挿入穴６７２、タップネジ７０の取り付けという作業のみでケーブル７の抜け対策を行うことができる。また、タップネジ７０で第２の弾性片部８２、８４を押圧する構成であれば、ネジなどといった複雑で鋭いエッジを備えた部位をセンサホルダ６に形成する必要がない。また、スリーブ８にも、ネジなどといった複雑で鋭いエッジを備えた部位を形成する必要がない。それ故、スリーブ８やセンサホルダ６を製作するための金型に消耗が起こりにくく、かつ、スリーブ８やセンサホルダ６に高い寸法精度が必要ないという利点がある。

（キャップの構成）
センサホルダ６は、正面にも開口６７と同形の開口６８が形成されており、正面および背面のいずれの側からケーブル７を接続することもできる。また、開口６８を利用しない場合には、この開口６８に、図５（ａ）、（ｂ）を参照して以下に説明するキャップを装着しておく。

図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明を適用した磁気センサ装置に用いたキャップの斜視図、および図５（ａ）に示すキャップをセンサホルダに挿着した状態を示すために、図５（ａ）のＸ２−Ｘ２′線に相当する位置でケーブル挿入穴付近を切断したときの断面図である。

図５（ａ）において、キャップ８′は、樹脂製あるいは金属製であり、図３（ｂ）に示すスリーブ８と略同等のサイズを有している。また、キャップ８′において、その基端側には、スリーブ８と同様、やや大径の環状のフランジ部８６′が形成されている。また、キャップ８′には、スリーブ８と同様、外側に係合突起８８′を備えた２つの弾性片部８１′、８３′を備えている。

但し、キャップ８′は、スリーブ８と違って、円筒状ではなく、その底面８０′が閉塞している。また、キャップ８′には、スリーブ８と違って、図３（ｂ）に示す第２の弾性片部８２、８４が形成されていない。

このように構成したキャップ８′は、ケーブル７の接続に用いられていない開口６８を塞ぐために用いられるが、本形態では、開口６７、６８のいずれの側からもケーブル７を接続できるように、開口６７、６８は同一の構造を有している。すなわち、図５（ｂ）に示すように、センサホルダ６の開口６８には、その内部に外側開口６８１よりも小さな径のケーブル挿入穴６８２を構成する環状壁６８３が形成されている。ここで、ケーブル挿入穴６８２は略円形であり、キャップ８′において、係合突起８１′、８３′に外接する仮想円の直径は、ケーブル挿入穴６８２の内径寸法よりも小さい。

このため、キャップ８′を開口６８およびケーブル挿入穴６８２に挿入すると、弾性片部８１′、８３′の外側に形成されている係合突起８８′がそれぞれ、ケーブル挿入穴６８２を通過した後、ケーブル挿入穴６８２の奥側の開口縁に係合する。このため、キャップ８′は、ケーブル挿入穴６８２から抜けることがない。

このように本形態では、使用しない開口６８を塞ぐのに、スリーブ８と略同形なキャップ８′を用いている。このため、キャップ８′を製作する際には、スリーブ８を製作する複数の金型部材のうち、固定型についてはスリーブ８を製作する際と同一のものをそのまま用い、スライド型のみを交換するだけでキャップ８′を製作することができる。

［その他の実施の形態］
なお、上記形態では、ケーブル７をヘッド５のセンサホルダ６に固定する場合を例に説明したが、このような例に限らず、ケーブル７を各種の部材（被固定部材）に固定する場合に本発明を適用してもよい。

本発明を適用した磁気センサ装置（磁気式リニアエンコーダ）の説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、図１に示す磁気センサ装置に用いたヘッドを、感磁面を備えた底面の側からみた説明図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明を適用した磁気センサ装置に用いたヘッドとケーブルとの接続構造の説明図、およびこの接続に用いたスリーブの斜視図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図３（ｂ）に示すスリーブを用いてケーブルをヘッド内に接続した状態を示すために、図３（ｂ）のＸ１−Ｘ１′線に相当する位置でケーブル挿入穴付近を切断したときの断面図、および図３（ｂ）のＺ１−Ｚ１′線に相当する位置でケーブル挿入穴付近を切断したときの断面図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明を適用した磁気センサ装置に用いたキャップの斜視図、および図５（ａ）に示すキャップをセンサホルダに挿着した状態を示すために、図５（ａ）のＸ２−Ｘ２′線に相当する位置でケーブル挿入穴付近を切断したときの断面図である。

符号の説明

１ 磁気センサ装置（磁気式リニアエンコーダ）
３ 磁気スケール
５ ヘッド
６ センサホルダ（ケーブルの被固定部材）
７ ケーブル
８ 抜け止め用のスリーブ
８′ キャップ
１０ 磁気抵抗素子
５０ 感磁面
７０ タップネジ（押圧部材）
８１、８３ スリーブの第１の弾性片部
８１′、８３′ キャップの弾性片部
８２、８４ スリーブの第２の弾性片部
８８ スリーブの第１の係合突起
８８′ キャップの係合突起
８９ スリーブの第２の係合突起
６７２、６８２ ケーブル挿入穴

Claims (8)

1. ケーブル挿入穴に差し込んだケーブルが当該ケーブル挿入穴内から抜けるのを防止する抜け防止用スリーブであって、
   前記ケーブルを内側に挿通可能な筒形状を備え、
   前記ケーブル挿入穴内に挿着した状態で当該ケーブル挿入穴の縁と係合する第１の係合突起を外面に備えた第１の弾性片部と、
   外側から押圧された際に前記ケーブルの外皮に食い込む第２の係合突起を内面に備えた第２の弾性片部と
   を有することを特徴とする抜け防止用スリーブ。
2. 請求項１において、先端側から軸線方向に形成された切り欠きにより周方向に複数の弾性片部が形成され、当該複数の弾性片部に前記第１の弾性片部と前記第２の弾性片部とが含まれていることを特徴とする抜け防止用スリーブ。
3. 請求項２において、前記複数の弾性片部には、２つの前記第１の弾性片部と２つの前記第２の弾性片部とが含まれ、前記２つの第１の弾性片部同士は対向する位置に形成され、前記２つの第２の弾性片部同士は互いに対向する位置に形成されていることを特徴とする抜け防止用スリーブ。
4. 請求項２または３において、前記ケーブル挿入穴は略円形であり、
   前記第１の係合突起に外接する仮想円の直径は、前記ケーブル挿入穴の内径寸法よりも小さく、
   前記第２の係合突起に内接する仮想円の直径は、前記ケーブルの外径寸法と略等しいことを特徴とする抜け防止用スリーブ。
5. 請求項１ないし４のいずれかに規定する抜け防止用スリーブを用いたケーブルの固定構造であって、
   前記ケーブル挿入穴内に前記抜け防止用スリーブを挿着して前記第１の係合突起を当該ケーブル挿入穴奥の縁に係合させるとともに、
   前記ケーブルが接続される被固定部材の側の押圧部材によって前記第２の弾性片部を外側から押圧して当該第２の弾性片部を内側に撓ませ、内側に挿通している前記ケーブルの外皮に前記第２の係合突起を食い込ませて成ることを特徴とするケーブルの固定構造。
6. 請求項５において、前記押圧部材は、前記被固定部材に止められるタップネジであり、当該タップネジの軸部先端で前記第２の弾性片部を内側に撓ませることを特徴とするケーブルの固定構造。
7. 請求項５または６において、前記被固定部材には、前記ケーブル挿入穴が複数、形成されており、当該複数のケーブル挿入穴のうち、前記ケーブルの接続に使用されていないケーブル挿入穴には、前記第１の弾性片部と同形の弾性片部を備えたキャップが嵌められていることを特徴とするケーブルの固定構造。
8. 請求項５ないし７のいずれかにおいて、前記被固定部材は、磁気センサ装置のヘッドにおいて磁気センサを搭載したセンサホルダであることを特徴とするケーブルの固定構造。

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